Makalenin Başlığı Verdana 14 Punto, Koyu

advertisement
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED)
Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010, sayfa 141-162.
Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics Education
Vol. 4, Issue 1, June 2010, pp. 141-162.
Secondary School Students’ Conceptual Understanding of
Image and Image Formation By A Plane Mirror
Aysel KOCAKÜLAH * and Neşet DEMİRCİ
Balıkesir University, Balıkesir, TURKIYE
Received: 03.03.2009
Accepted: 03.03.2010
Abstract – This study aims to reveal last year secondary school students’ conceptual understanding of image and
image formation by plane mirrors before and after traditional teaching. Case study method, which is one of the
survey models, is utilized in this study and the sample consists of randomly selected 147 students from six
secondary schools in Balıkesir. A conceptual understanding test involving open-ended questions was designed
by the researcher and administered before and after teaching and semi-structured interviews were conducted with
four students during the data collection process. It was found that students confused the image formation with
shadow and illumination phenomena. Moreover, students had difficulty drawing the image of the object placed
in front of a plane mirror and proposed interesting ideas about differentiating real and virtual images during the
interviews. Implications concerning teaching of the image formation by plane mirrors were drawn.
Key words: Conceptual understanding, geometric optics, image formation in plane mirrors.
Summary
Introduction: People can perceive the objects easily and quickly by seeing of which cannot
be perceived by touching and tasting. Accordingly, it is inevitable that students come to the
class with some experience and background knowledge as the phenomena of seeing and light
are strongly related to everyday life. This fact has impelled the science educators to reveal the
children’s alternative ideas concerning geometric optic. Moreover, the studies based on the
topic of optics are especially related to the concepts of light and vision and few studies have
been conducted about image formation (Galili, 1996; Colin & Viennot, 2001; Tao, 2004;
Hubber, 2005) and teachers or pre-service teachers (Palacios, Cazorla & Cervantes, 1989;
Lawrance & Pallrand, 2000). Studies about the conceptual understanding of students show
that most of misconceptions emerge as a result of individuals’ interaction with their
surroundings in effort to understand and to interpret the events occurring around themselves.
It is therefore important to reveal the form of ideas of the children who come to each class
*
Corresponding author: Aysel Kocakülah, Assistant Professor in Science Education,
Balıkesir University, Faculty of Necatibey Education, 10100, Balıkesir, TURKIYE
E-mail: ayselko@balikesir.edu.tr
142
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
with different experiences and conceptual frameworks before teaching in order to be able to
arrange relevant teaching strategies in restructuring non-scientific ideas of the children. In
addition, studies in the literature outline the fact that some misconceptions arise from the
language used by teachers or textbooks during teaching of topics containing abstract concepts.
This study aims to reveal last year secondary school students’ conceptual understanding of
image and image formation by plane mirrors before and after traditional teaching.
Methods: Case study method, which is one of the survey models, is utilized in this study and
the sample consists of randomly selected 147 students from six secondary schools in
Balıkesir. A conceptual understanding test involving open-ended questions was designed by
the researcher and administered before and after teaching and semi-structured interviews were
conducted with four students during the data collection process. It has been reported that it is
not appropriate to allocate the students’ response to predetermined response categories during
coding due to the open-ended nature of the conceptual understanding test questions.
Consequently, the response categories identified during the analysis of data were composed of
students’ explanations given in response to the conceptual understanding test questions.
Results and Conclusions: The findings obtained from this study indicated that secondary
school students had many misconceptions relating to the meaning and formation of image
based on either their previous experiences prior to teaching or emerging conceptions after
teaching.
While the students mostly explained the concept of image by using the formation of image in
plane mirrors, they described the image as “a reflection of an object in a plain mirror”.
Moreover, it was found that students confused the image formation with phenomena of
illumination and shading. However, the rate of students, who confused image formation with
the phenomenon of shading, increased after teaching.
It was observed that students had in considerable difficulty in drawing images and they were
unable to portray a correct image during the interviews about image formation in plain
mirrors. It was also revealed that students did not develop the concept of light rays and they
entirely depicted the phenomena as they observed. Additionally, students preferred drawing
images by rote taking the advantage of having equal distances of the object and image to the
mirror rather than using reflected rays.
Discussions on the properties of an image in plain mirror showed that students indicated the
place of the image formed either on or in the mirror. They asserted several ideas in
differentiating real and virtual images. Students reasoned that an image formed in a plain
mirror was real and based such an idea to the fact that the image observed was not different
from the real object. Thus, it is clear that students use the concept of virtual image in the
meaning of the situations in which the image appears different than its real object.
Students drew an image by joining the extensions of incident rays as they asked to draw the
image of an object in a plain mirror during the interviews. This shows the students’
confusions of drawings about images in plain mirrors with drawings about images in convex
lenses. Conjoining the incident rays rather than reflecting rays and drawing an image in a
plain mirror as in the case of drawing an image in a convex lens suggests that students were
unable to apply their ideas in different situations even though they know that the phenomena
of reflection and refraction occur in mirrors and lenses respectively.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
143
Implications: As image formation is the result of such ray events as reflection and refraction,
it should be well debated in which conditions these events occur and should be verified by
related experiments. The results of this study suggest that the students have severe difficulty
drawing the images of related objects for a given optical system. Therefore, teachers should
warn the students that drawings made do not mean copying the picture of experimental set up
into a paper. In this respect, teachers should put every effort to be better grasped the concept
of ‘light-ray’ by students. The students use the concept of virtual image as ‘the situations
appear different than they are’. The word ‘virtual’ is often used as ‘not existing in reality’ or
‘not being like its reality’ also in everyday life. Therefore, the students consider that a virtual
image cannot be seen. It is suggested that the term ‘only-visible’ can be used instead of
‘virtual’ during teaching which may eliminate this kind of concept confusions. If a desired
product in terms of learning outcomes is aimed at the end of teaching then students’ preconceptions should be revealed and teaching methods and strategies should be planned by
taking account of those conceptions before teaching as a necessity of constructivist learning
theory. Therefore, teachers should start teaching with an awareness of possible
misconceptions existing in their students and they should have a qualification of designing or
developing fruitful activities which may remedy those detected misconceptions.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
144
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Ortaöğretim Öğrencilerinin Görüntü ve Düzlem Aynada
Görüntü Oluşumuna İlişkin Kavramsal Anlamaları
Aysel KOCAKÜLAH † ve Neşet DEMİRCİ
Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, TÜRKİYE
Makale Gönderme Tarihi: 03.03.2009
Makale Kabul Tarihi: 03.03.2010
Özet – Araştırmanın amacı; ortaöğretim son sınıf öğrencilerinin görüntü ve düzlem aynada görüntü oluşumu
üzerine geleneksel öğretim öncesi ve sonrası kavramsal anlamalarını belirlemektir. Araştırma, örnek olay tarama
modelinde bir çalışma olup örneklemini, Balıkesir’de bulunan ve rasgele seçilen altı lisenin son sınıfında
öğrenim gören 147 adet öğrenci oluşturmaktadır. Verilerin toplama sürecinde, araştırmacı tarafından geliştirilen
ve açık uçlu sorulardan oluşan kavramsal anlama testi geleneksel öğretim öncesinde ve sonrasında uygulanmıştır
ve dört öğrenci ile yarı-yapılandırılmış görüşmeler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, öğrencilerin görüntü
oluşumu ile gölge ve aydınlanma olaylarını karıştırdıkları görülmüştür. Bununla birlikte, öğrenciler
görüşmelerde düzlem aynanın karşısına yerleştirilen bir cismin görüntüsünü çizmede sıkıntı yaşamışlar ve
özellikle sanal ve gerçek görüntünün ayırt edilmesine yönelik ilginç fikirler öne sürmüşlerdir. Araştırma
sonuçlarından düzlem aynada görüntü oluşumu konusunun öğretimi üzerine önerilerde bulunulmuştur.
Anahtar kelimeler: Kavramsal anlama, geometrik optik, düzlem aynada görüntü oluşumu.
Giriş
Fen eğitiminin temel amaçlarından biri, öğrencilere bilimsel olarak kabul edilebilir
fikirler kazandırarak bunları yeni alanlara uygulayabilmelerini sağlamaktır. Fen eğitimcileri,
öğrencilerin bir takım fen konularına özgü fikirlerini derinlemesine incelediklerinde
kavramsal açıdan oldukça zayıf olduklarını ve özellikle de fizik kavramlarına özgü bir çok
kavram yanılgısına sahip olduklarını ortaya çıkarmışlardır (Pfundt & Duit, 2005; Demirci &
Efe, 2007). Optik konuları ile ilgili yapılan araştırmaların ise özellikle ışık ve görme
kavramları ile ilgili olduğu, görüntü oluşumu konularına ilişkin oldukça az sayıda çalışmanın
yapıldığı görülmektedir (Pfundt & Duit, 2005).
†
İletişim: Aysel Kocakülah, Yrd. Doç. Dr.,
Balıkesir Üniversitesi, Necatibey Eğitim Fak., Fen Bilgisi Eğitimi ABD, 10100, Balıkesir, TÜRKİYE
E-mail: ayselko@balikesir.edu.tr
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
145
Beş duyumuzdan biri olan görme duyusu, büyüme ve gelişme döneminde bireyin
çevresi hakkında bilgi edinmesini sağlamada çok önemli bir paya sahiptir. Çünkü insanlar
dokunarak ya da tadarak algılayamadıkları nesneleri, görerek çok kolay ve bir kerede
algılayabilirler. Bu nedenle, ilk çağlardan itibaren bilim insanları bu konuyu ele alarak “nasıl
görürüz?” sorusuna yanıt aramışlardır. Eski Yunanlılar özellikle de Öklid optikle ilgili ilk
bilgileri ortaya koymuş ve bir doğru boyunca iletilen görüntülerin görünümü üzerine bir teori
geliştirmiştir. O dönemde pek çok filozofun ortak görüşü “görmek için gözlerimiz tarafından
bir ışın yollandığı” şeklindedir. Bu teoriye göre ise, objelere ulaşan ışın yeterli olduğunda
beyin nesneyi algılar veya ışın görüntüyü de beraberinde taşıyarak gözümüze geri gelir ve
görüntü oluşmuş olur. (Selley, 1996). Uzun bir süre görme olayının açıklanmasında bu teori
kabul görürken, 11. yüzyılda Modern Optiğin kurucusu olarak kabul edilen Arap bilgini İbnel Heysem yayınladığı Kitâb el-Menâzır adlı eserinde görme olayının nasıl gerçekleştiğini
bugünkü kabul gören haliyle ortaya koymuştur (Topdemir, 2007). Bu kuram, hem Doğu hem
de Batı’da 17. yüzyıla kadar tam anlamıyla otorite haline gelmiş ve ışık ışınlarının görme
olayındaki rolünü açıklamıştır. Günümüzde de görme olayının açıklanmasında kabul gören bu
teori, ışık ışınlarının görüntü oluşumundaki fonksiyonunu belirtirken, ışık diyagramlarının
özelliklerinin ne kadar karmaşık olduğunu da ortaya koymuştur. Bu nedenle ışık ve geometrik
optik konusu tıpkı ilk çağlardaki bilim insanları gibi bugün de öğrencilerin anlamakta
zorlandıkları ve kavram kargaşasının sıkça görüldüğü fizik konularındandır.
Goldberg ve McDermott (1987), çalışmalarında bireysel görüşme yöntemiyle bir kısmı
optik dersi almış rastgele ve gönüllü olarak seçilen 80 fizik öğrencisinin gerçek görüntü
oluşumu ile ilgili anlamalarını araştırmışlardır. Bu görüşmeler süresince öğrencilere ince
kenarlı mercek ve çukur ayna kullanılarak bir dizi gösteri deneyi hazırlanmış ve bunlarla ilgili
sorular yöneltilmiştir.
Goldberg ve McDermott (1987)’ un elde ettiği sonuçlara göre optik dersini almamış
öğrenciler; ışıklı cisimler boşlukta ilerleyen paralel ışınlar oluşturur, görüntü optik bir
sistemden geçerken büyüklüğünde değişim olur, merceklerin amacı görüntüyü ters çevirmek
ya da büyüklüğünü değiştirmektir, ekranın fonksiyonu görüntünün görülebilmesi için ışık
ışınlarını yansıtmak ya da onları yakalamaktır ve bir görüntü boş uzayda görülemez, bir
yüzeye bağlıdır şeklinde açıklamalarda bulunmuşlardır. Optik dersini almış olan öğrencilerin
tüm performansları değerlendirildiğinde ise çukur ayna ve ince kenarlı merceklerle ilgili
verilen görevlerin hiçbirinde tamamen başarılı olamadıkları görülmüştür. Görüşmelerde,
öğrenciler ayna ya da merceklerin görüntü oluşturmadaki öneminin farkına varmamış
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
146
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
olmasından dolayı pek çok hata yapmışlardır. Bu durum öğrencilerin “ayna ya da mercek
olmadan görüntü oluşturulabilir” açıklamasıyla ortaya konmuştur. Havada görüntünün
varoluşu ile ilgili olarak kafası karışan öğrenciler, ekranın görüntüyü yansıtması ya da
geçirmesi için bulunması veya gözün bunu görmek için uygun bir yerde olmasının bu
görüntünün oluşmasıyla ilişkisiz olduğunu anlayamamışlardır.
Galili, Goldberg & Bendall (1993), çalışmalarında lise öğrencilerinin görüntü oluşumu
konusundaki bilgilerini araştırmışlardır. Öğrencilerin ön bilgileri bireysel görüşmeler ve
çizdikleri şekillerle ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Görüşmeler boyunca öğrencilerden
geometrik optik ile ilgili konulardan birkaç faklı durum için görüntü oluşumu sürecini
açıklamaları ve resimler çizmeleri istenmiştir. Elde edilen çizimlerde nesneden ayrılan tekli
ışınların çizildiği görülmüştür. Pek çok doğrultuda nesneden ışığın yayılmasının gerçek
olduğunu anlamada zorlandıkları görülmüştür. Öğrencilerin bir çoğu görüntü oluşumunu
gösterirken ışınları doğru çizememişlerdir. Düzlem aynada görüntü oluşumu çiziminde ise,
kaynaktan ve gözden aynaya doğru ışınlar çizilmiştir. Elde edilen sonuçlara bakıldığında
öğrencilerin kavramları anlamada öğretim öncesi ön bilgilerinin çok önemli olduğu ve
buradaki sahip oldukları fikirlerin yanlış da olsa öğretim sonrası devam ettiği görülmüştür.
Palacios, Cazorla ve Cervantes (1989), geometrik optik ile ilgili yanlış kavramları
ortaya çıkarmak ve bunların bilişsel, akademik ve sosyal değişkenlerle ilişkilerini
tanımlamayı amaçladıkları çalışmalarında 44 aday öğretmenle çalışmışlar ve geometrik optik
konularını içeren, beş bölümden oluşan bir test geliştirmiştir. Testin birinci bölümünde yer
alan dokuz kavram (ışık, ışık ışını, yansıma, kırılma, ayna, mercek, prizma, dağınım ve
görüntü) ile ilgili olarak özellikle dağınım ve görüntü kavramlarına verilen yanıtların farklılığı
ve karmaşıklığı göze çarpmaktadır. Bu duruma dağınım kavramının fen programlarında sık
yer almaması ve kolayca gözlenen bir olay olmaması sebep olarak gösterilmiştir. Çoktan
seçmeli sorulara verilen yanıtlar öğrencilerin %16’ sının görelilik teorisinden haberdar
olmadığını ve ışığın hızının “ışığın kaynaktan çıkış hızından bağımsız olduğunun” farkında
olmadıklarını göstermektedir. Öğrencilerin %21’ i yansıma ve kırılma olaylarını ışığın
birbirinden bağımsız iki olayı olduğunu ve birinin diğerinin oluşmasına engel olduğunu
düşünmektedir. Öğrencilerin %42’ si düzlem aynanın mükemmel yansıtıcılar olduğunu, %24’
ü sadece cam ya da metalik yüzeylerde yansımanın olduğunu, %32’ si düzlem aynada gerçek
görüntünün oluştuğunu düşünmektedir. Öğrencilerin %11’ i ışığın sahip olduğu enerjinin
merceğin içinden geçince arttığını belirtmişlerdir. %42’ si prizmaların üçgen olması
gerektiğini düşünmektedir. %39’ u ışığın dağınım veya kırılmasının prizmaya ulaşmasına
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
147
bağlı olduğunu ve %11’ i ışığın renklere ayrılmasını sağladığını düşünmektedir. Öğrencilerin
%16’ sı ise görme sırasında ışınların gözlerden gönderildiğine inanmaktadırlar. Araştırma
sonuçları önteste verilen yanıtların öğrencilerin geometrik optikle ilgili önceki akademik
deneyimleri ile yüksek oranda ilişki olduğunu ortaya koymuştur.
Hubber (2005) çalışmasında, 23 onuncu sınıf öğrencisinin geometrik optik konusu ile
ilgili yapılandırmacı öğrenme anlayışına dayalı öğretim süreci öncesinde ve sonrasında
kavramsal değişimlerini incelemiştir. Bunun için öncelikle öğrencilerin geometrik optik ile
ilgili öğretim öncesi kavramsal anlamaları ortaya çıkarılmıştır. Öğrencilerin anlamalarının
keşfi doğrultusunda alternatif kavramları hedef alınarak yapılandırmacı anlayış temelli bir
öğretim dizayn edilmeye çalışılmıştır. Dokuz hafta süren öğretimde yedi temel anahtar
kavram üzerine odaklanılmış ve bunlardaki değişim ortaya konmaya çalışılmıştır. Bu
kavramlar özetle; görme, ışığın doğrusal yolla yayılması, yansıma, kırılma, görüntü oluşumu,
renkler, sanal ve gerçek görüntünün oluşumu olarak sıralanabilir. Araştırmada veri toplama
aracı olarak test, kavram haritaları, sınıf içi gözlemler, öğrenci çalışma kitapları ve yarıyapılandırılmış görüşmeler kullanılmıştır. Çalışmada yedi temel kavram ile ilgili öğretim
öncesi ve sonrası altı öğrenci ile yapılan görüşmelerden elde edilen veriler yorumlanmıştır.
Elde edilen sonuçlar onuncu sınıf öğrencilerinin geometrik optik konusu ile ilgili birçok
alternatif kavrama sahip olduklarını göstermiştir. Ancak uygulanan öğretim sonrasında
öğrencilerin yaptıkları açıklamalar daha çok bilimsel olarak doğru açıklamalardır. Yine de
özellikle aynalarda ve merceklerde görüntü oluşumu ile ilgili öğrencilerin fikirlerindeki
değişim daha az olmuştur. Bu değişimin azlığı, ışık ışınının öğrenciler tarafından ışığın
fiziksel bir varlığı olarak kabul etmelerine bağlanmıştır. Bu kabul ise öğrencileri ışık ışınlarını
tıpkı bir tren rayı gibi düşünerek, görüntüyü boşlukta taşıyan ve görüntünün oluşturulacağı
noktaya erdiren bir kavramsallaştırmaya götürmüştür.
Ülkemizde yapılan araştırmalar ise daha çok ışık ve özellikleri üzerine yoğunlaşmakla
birlikte Kara, Kanlı ve Yağbasan çalışmalarında (2003), lise son sınıf öğrencilerinin ışık ve
optik ile ilgili zor ve yanlış anladıkları kavramları tespit etmeyi amaçlamışlardır. Ayrıca,
bunların sebeplerini rehber öğretmen, fizik öğretmenleri ve öğrencilerle yapılan görüşmelerle
araştırmışlardır. Veri toplama aracı olarak araştırmacılar tarafından geliştirilen 32 sorudan
oluşan bir çoktan seçmeli başarı testi 143 öğrenciye uygulanmıştır. Çalışma sonuçları
soruların uygulandığı üç liseye göre ayrı ayrı değerlendirilmiş ve nedenleri açıklanmaya
çalışılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre; ışığın doğru boyunca yayılması soruları öğrenciler
tarafından doğru olarak yanıtlanmıştır. Aynalardan oluşan sistem sorularında zorlanmışlardır.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
148
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Düzlem aynalarda ise, geometri bilgilerini sorulara aktarmakta güçlük çektikleri için aynanın
döndürülmesi sorularında başarısız olmuşlardır. Işığın kırılması ile ilgili sorularda ortamların
kırılma indisleri ve ışığın bu ortamlardaki hızlarını sıralayamamışlardır. Merceklerde ışın
çizimleri ve hesaplamalar doğru olarak yapılamamıştır. Değişik şekilde yerleştirilen
prizmalara ışık ışınları gönderildiğinde, öğrenciler bu ışınların prizmalarda izledikleri yolları
çizmekte başarısız olmuşlardır.
Alan yazın taraması sonucunda, ülkemizde görüntü kavramı ve görüntü oluşumu ile
ilgili yapılan derinlemesine bir araştırmaya rastlanılamamış olması nedeniyle özellikle bu
konulara odaklanılmıştır. Bu doğrultuda araştırmanın amacı; ortaöğretim son sınıf
öğrencilerinin görüntü ve düzlem aynada görüntü oluşumu üzerine geleneksel öğretim öncesi
ve sonrası sahip oldukları kavramsal anlamalarını ortaya koymaktır.
Yöntem
Araştırma Modeli
Araştırma, tarama modeli türlerinden biri olan örnek olay tarama modelinde bir
çalışmadır. Örnek olay tarama modelleri; evrendeki belirli bir birimin (birey, okul, öğrenci,
vb.) derinliğine ve genişliğine, kendisi ve çevresi ile olan ilişkilerini belirleyerek, o birim
hakkında bir yargıya varmayı amaçlayan tarama düzenlemeleri olarak tanımlanabilir (Dyer,
1995; Robson, 1993). Bu model ile yapılan araştırmalar sayesinde konu ile ilgili daha ayrıntılı
bilgiler elde edilebilmektedir. Bu tür çalışmalar genelde nitel çalışmalardır (Cohen & Manion,
1994) ve bu araştırmada da nitel araştırma yaklaşımı kullanılmıştır.
Örneklem
Nitel araştırmalarda amaç, eldeki verilere dayanarak bir genelleme yapmak değil,
çalışılan konuyu derinlemesine ve tüm olası ayrıntıları ile incelemektir (Robson, 1993).
Bunun nedeni, bu tür araştırmalarda çoklu gerçekliklerin neler olduğunun ve bunun ne
kadarının çalışıldığının bilinmesinin söz konusu olmamasıdır. Dolayısıyla ölçme sonuçlarının
genellenebilirliğinden söz edilememesi nicel araştırmalarda olduğu gibi evren ve örneklem
tayinine gidilmesi gereğini de ortadan kaldırmaktadır (Kabapınar, 2003). Bu araştırmada da
aynı anlayıştan yola çıkarak bir genellemeye gitmek söz konusu olamayacağından dolayı
evren tayinine gidilmemiştir. Araştırmanın örneklemini ise, Balıkesir’de yer alan ve rasgele
seçilen altı lisenin son sınıfında sekiz farklı şubede öğrenim gören 147 adet öğrenci
oluşturmaktadır.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
149
Veri Toplama Araçları
Araştırmada verilerin toplanması için amaca uygun olacak şekilde kavramsal anlama
testi ve görüşme soruları geliştirilmiştir. Kavramsal anlama testinde görüntü kavramı, düzlem
aynada, küresel aynalarda ve merceklerde görüntü oluşumu ile ilgili altı adet açık uçlu soru
yer almaktadır. Ancak bu makalede görüntü kavramı ve düzlem aynada görüntü oluşumu ile
ilgili iki adet soru ve yarı-yapılandırılmış görüşmelerden elde edilen veriler üzerinde
tartışılacaktır.
Araştırmacı tarafından hazırlanan kavramsal anlama testi örneklem grubu ile aynı
özellikleri taşıyan 45 kişilik farklı bir öğrenci grubuna ön deneme (pilot) çalışması olarak
uygulanmıştır. Sorularla ilgili olarak birkaç düzetmenin yapılmasından sonra soruların
açıklığı, netliği ve anlaşılabilirliği konusunda sekiz öğrenci ile görüşmeler yapılmış ve
öğrencilerin önerileri doğrultusunda sorular yeniden gözden geçirilerek düzenlenmiştir.
Sorulara son şekli alan uzmanlarının görüşleri alınarak verilmiştir. Hazırlanan kavramsal
anlama testi öğretim öncesi ve sonrasında 147 ortaöğretim son sınıf öğrencisine
uygulanmıştır.
Araştırmada kullanılan diğer bir veri toplama aracı gönüllü seçilen öğrencilerle yapılan
yarı-yapılandırılmış türdeki görüşmelerdir. Görüşme yapılacak dört öğrenci, öğretim öncesi
uygulanan teste verdikleri yanıtlar göz önüne alınarak ve soruları yanıtlama düzeylerine göre
üst, orta ve zayıf olan öğrenciler arasından rastgele seçilmişlerdir. Ayrıca öğrencilere,
yapılacak görüşme ile ilgili detaylı bilgi verilerek görüşmelere katılmada gönüllülük esası
temel alınmıştır. Görüşmelerde önceden hazırlanan sorular öğrencilere sorulmuş ve yine
önceden belirlenen ve hazırlanan deney düzenekleri üzerine tartışmalar derinleştirilmiştir.
Verilerin Analizi
Bu araştırmada uygulanan testlerde yer alan sorular, açık uçlu soru tipindedir ve bu
türden soruların analizinde önceden belirlenen kategorilere göre kodlama yapmak uygun
değildir (Kabapınar, 2003). Bu nedenle verilerin analizinden elde edilen tüm kategoriler
öğrencilerin verdikleri cevaplardan oluşturulmaktadır. Açık uçlu soruların analiz edilmesinde;
öncelikle tam yanıtı belirleme (nomothetic) ve verilen açıklamaları uygun tema isimleri
vererek belli kategoriler altında toplama (ideographic) yaklaşımları kullanılmaktadır
(Kocakülah, 1999).
Analiz sırasında öncelikle soruya ilişkin verilmesi gereken tam doğru yanıt
belirlenmiştir. Ardından öğrencilerin yanıtları tek tek incelenerek tam doğru yanıt veren
öğrencilerin test numaraları “tam yanıt” kategorisi altına yazılmıştır. Öğrencilerin verdikleri
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
150
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
yanıtlardan doğru olan, ancak bir yönüyle tam yanıttan daha az açıklama içeren yanıtlar ise
“kısmi yanıt” olarak adlandırılan kategori altında gruplandırılmıştır. Tam yanıt ve kısmi
yanıtlardan oluşan bu kategorilerin genel ismi ise, bu yanıtlar doğru yanıtlar olduğundan
“bilimsel olarak kabul edilebilir yanıtlar” üst başlığı altında birleştirilmiştir. Bilimsel olarak
kabul edilebilir yanıtların dışında kalan diğer kodlanabilir türden yanıtlar ise “bilimsel olarak
kabul edilemez” başlığı altında gruplandırılmıştır. Aynı düşünce biçimini ve kavram
yanılgısını içeren türde yanıt veren öğrenciler aynı kategoride gruplandırılarak her bir
kategoriye uygun bir tema başlığı verilmiştir. Son olarak soruya bir yanıt veren ancak verdiği
yanıtta ne yazdığı açık olmayan veya çok ilgisiz bir açıklama içeren yanıtlar kodlanamaz
yanıtlar kategorisinde gruplandırılmıştır. Herhangi bir yanıt vermeyen öğrencilerin yanıtları
ise, “yanıtsız” grubu içerisine dahil edilmiştir.
Araştırmanın güvenirlik çalışması kapsamında, kavramsal anlama testlerinde yer alan
soruların açık uçlu kısımlarından elde edilen verilerin analizinde araştırmacıdan
kaynaklanabilecek bir takım yanılgıların giderilebilmesi amacıyla aynı alanda çalışan başka
bir araştırmacı tarafından verilerin kodlanması gerekmektedir (Kocakülah, 1999; Novak,
1977).
Bu aşamada öncelikle, araştırmacı tarafından her bir açık uçlu soruyla ilgili olarak
ortaya çıkan genel kategori tabloları hazırlanmış ve fizik eğitimcisi uzmanı ile birlikte kontrol
edilmiştir. Kodlamayı yapacak kişi her bir soruya ilişkin kategorilendirmenin nasıl yapıldığı
konusunda bilgilendirilmiştir. Daha sonra, örneklemden ortalama %25’ lik kısım (40 kişi)
rasgele seçilmiş ve bu öğrencilerin test sorularına verdikleri cevaplar uzman tarafından
incelenmiştir. Son aşamada araştırmacının gruplandırması ile uzmanın gruplandırması
karşılaştırılmış yanıt kategorilerinin tutarlılık yüzdesi %92 olarak hesaplanmıştır. Kabapınar
(2003), tutarlılık yüzdesinin %80’ in üzerinde olan analizlerin güvenilir olduğunu
belirtilmektedir. Bu sonuçlara göre yapılan kodlama sisteminin güvenilir olduğunu söylemek
mümkündür.
Bulgular ve Yorumlar
Bu bölümde her iki soruya ilişkin elde edilen bulgular iki ayrı başlık altında ele alınarak
tartışılmıştır.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
151
Görüntü Oluşumu Sorusuna İlişkin Bulgular
Öğrencilerin görüntü oluşumu veya görüntü kavramlarıyla ilgili ne düşündüklerini
ortaya çıkarmak amacıyla sorulan bu soruda, ‘görüntü oluşumu’ veya ‘görüntü’ deyince ne
düşündüklerini bir şekil çizerek ya da yazarak açıklamaları istenmiştir. Şekil 1’ de sorunun
metni görülmektedir.
Soru 3. Görüntü nedir?
‘Görüntü oluşumu’ veya ‘görüntü’ deyince aklınıza ne geliyor? Bir şekil yardımıyla ya da
yazarak açıklayınız.
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
……................................................................................................................................................
……................................................................................................................................................
Şekil 1 Görüntü kavramına ilişkin testte yer alan soru
Ortaöğretim son sınıf öğrencilerinin “görüntü nedir?” sorusu ile ilgili olarak ön test ve
son testte verdikleri yanıtların kategorileri ve bu kategorilere ait öğrenci sayısı (N) ve
yüzdeleri Tablo 1’ de yer almaktadır.
Tablo 1’ den de görüldüğü gibi ortaöğretim öğrencilerinin bilimsel olarak kabul
edilebilir yanıtlarının oranı öğretim öncesinde %59.86 iken öğretimden sonra %72.79’ a
yükselmiştir. Bilimsel olarak kabul edilebilir yanıtlar üç ayrı kategori altında toplanmıştır.
Bunlardan, görüntü oluşumunu görme ile açıklayan öğrencilerin oranı, öğretim öncesinde
%30.61 iken öğretim sonrasında %31.97’ dir. Görüntü oluşumunu düzlem ayna ile açıklayan
öğrencilerden %10.20’ si öğretim öncesinde, %9.52’ si öğretimden sonra görüntü oluşumu
için “bir cismin düzlem aynada oluşan yansıması” ifadesini kullanmışlardır. Öğrencilerin
%3.40’ ı ön testte düzlem aynada görüntü oluşumunu ışınları kullanarak ve tam doğru
çizerken, öğretimden sonra bu oran %25.18’ e yükselmiştir. Öğretim öncesinde, ışınları
kullanmaksızın sadece görüntü ve cismin aynaya olan uzaklıklarının eşit olmasından
faydalanarak çizim yapan %13.60 oranında öğrenci varken, öğretimden sonra bu türden yanıt
veren öğrenci görülmemiştir. Ayrıca bilimsel olarak kabul edilebilir yanıtların ön testte
%2.04’ ünü son testte ise %6.12’ sini, görüntü oluşumunu açıklamada çukur ayna ve
mercekleri kullanan öğrenciler oluşturmaktadır.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
152
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Tablo 1“Görüntü nedir?” sorusuna ait ortaöğretim öğrencilerinin verdikleri yanıt türleri
YANIT TÜRLERİ
A. Bilimsel Olarak Kabul Edilebilir Yanıtlar
ÖN TEST
SON TEST
N
%
N
%
45
30.61
47
31.97
15
10.20
14
9.52
5
3.40
37
25.18
20
13.60
0
0
1. Görüntü oluşumunun görme olayı ile açıklandığı durum
Görüntü ışık ışınlarının madde dediğimiz karanlık cisimlere
çarptığında onu belli bir şekilde aydınlatıp, bizim bunu biyolojik
olarak algılamamızdır.
2. Görüntü oluşumunun düzlem ayna ile açıklandığı durum
Bir cismin düzlem aynadaki yansımasıdır.
3. Görüntü oluşumunun çukur ayna veya merceklerle açıklandığı durumlar
Çukur bir aynada merkezdeki bir cismin görüntüsü yine
1
merkezde oluşur.
Cisimlerin ışınlarının mercek ile kırılmaları görüntü
2
oluşumudur.
Toplam
88
B. Bilimsel Olarak Kabul Edilemez Yanıtlar
1. Aydınlanma olayı ile görüntü oluşumunun karıştırıldığı durum
Bir ışık kaynağının karanlık bir ortamı veya cismi
19
aydınlatmasına görüntü denir.
2. Görüntü oluşumunun gölge olayı ile karıştırıldığı durum
0.68
5
3.40
1.36
4
2.72
59.86
107
72.79
12.93
12
8.16
17
11.57
19
12.93
8
5.44
0
0
44
5
10
147
29.94
3.40
6.80
100
31
1
8
147
21.09
0.68
5.44
100
3. Sezgisel Yanıtlar
Toplam
C. Kodlanamaz Yanıtlar
D. Yanıtsız
Bilimsel olarak kabul edilemez yanıtlar üç ana kategoriden oluşmaktadır. Öğrencilerin
ön testte %12.93’ ü, son testte %8.16’ sı aydınlanma olayı ile görüntü oluşumunu
karıştırmaktadırlar. Gölge olayı ile görüntü oluşumunu karıştıran öğrencilerin %11.57’ si
öğretim öncesi, %12.93’ ü ise öğretim sonrasında bu türden yanıt vermişlerdir. Son olarak,
sezgisel yanıt veren öğrenciler öğretim öncesinde %5.44’ lük bir orana sahipken öğretim
sonrasında bu türden yanıt veren öğrenci çıkmamıştır.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
153
Genel olarak ortaöğretim öğrencilerinin bu soruya ilişkin yanıtlarına bakıldığında
geleneksel öğretim sonrasında bilimsel olarak kabul edilebilir yanıt oranlarının arttığı
görülmektedir. Özellikle görüntü oluşumu olayını düzlem ayna ile açıklayan öğrenciler,
öğretim sonrasında düzlem aynada görüntü oluşumuna ilişkin yansıma kanunlarını kullanarak
çizim yapma yolunu daha çok seçmişlerdir. Diğer taraftan bilimsel olarak kabul edilemez
yanıtlara bakıldığında, görüntü oluşumunu aydınlanma olayı ile karıştıran öğrencilerin oranı
öğretim sonrasında bir miktar azalırken, gölge olayı ile görüntü oluşumunu karıştıran
öğrencilerin oranı ise artmıştır. Bu durum, yapılan öğretimin öğrencilerin ön bilgilerini göz
önüne almaksızın şekillendiği sonucunu ortaya koymaktadır. Dolayısıyla geleneksel öğretim
sürecinin öğrencilerin kavramsal anlamalarını geliştirmede etkisinin az olduğu söylenebilir.
Düzlem Aynada Görüntü Sorusuna İlişkin Bulgular
Araştırmacı tarafından geliştirilen bu soru olaysal temelli ve düzlem aynada oluşan
görüntünün özellikleri ile ilgilidir. Hikayeleştirilmiş bir olayın anlatıldığı bu soruyla, düzlem
aynanın görüntüyü soldan sağa çevirmesinin, öğrenci tarafından bilinip bilinmediği ve bunun
nasıl anlaşıldığının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Şekil 2’ de kavramsal anlama testinde
yer alan soru görülmektedir.
Şekil 2 Kavramsal anlama testinde yer alan ‘saat kaç’ sorusu
Tablo 2’ de ortaöğretim öğrencilerinin geleneksel öğretim öncesi ve sonrası uygulanan
testlerin analiz edilmesiyle elde edilen yanıt kategorileri, öğrenci sayıları (N) ve yüzdelikleri
verilmiştir.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
154
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Tablo 2 “Saat kaç?” sorusuna ortaöğretim öğrencilerinin verdikleri yanıtların türleri
YANIT TÜRLERİ
A. Bilimsel Olarak Kabul Edilebilir Yanıtlar
ÖN TEST
N
%
1. Tam Yanıt
(11:35)
Ali, kolundaki saat duvardaki saatten farklı olduğu için
şaşırmıştır.
Çünkü saatin aynadaki görüntüsü terstir.
95
64.63
Düz aynalar bir cismin görüntüsünü soldan sağa çevirir.
Örneğin; aynaya bakıp sol elimizi kaldırırsak görüntümüz sağ
elini kaldırır.
2. Kısmi Yanıt
(11:35)
18
12.24
Ali, kolundaki saat duvardaki saatten farklı olduğu için
şaşırmıştır.
Toplam
113
76.87
B. Bilimsel Olarak Kabul Edilemez Yanıtlar
1. Küresel (çukur ve tümsek) aynalar ile düzlem aynaların karıştırıldığı durumlar
(18:55): Aynada görüntü ters oluşur.
21
14.29
(19:05): Görüntü terstir. Akreple yelkovanın yeri değişmiştir.
0
0
2. Sezgisel Yanıtlar
(11:35) Ali saati yanlış veya bozuk olduğu için şaşırmıştır
4
2.72
Toplam
25
17.01
C. Kodlanamaz Yanıtlar
2
1.36
D. Yanıtsız
7
4.76
147
100
SON TEST
N
%
103
70.06
22
14.97
125
85.03
16
3
10.88
2.05
1
20
1
1
147
0.68
13.61
0.68
0.68
100
Tablo 2 incelendiğinde, ortaöğretim öğrencilerinin bu soruya verdikleri yanıtların
yüzdelerine bakıldığında hem ön testte hem de son testte bilimsel olarak kabul edilebilir
yanıtların oranlarının oldukça yüksek olduğu görülmektedir. Bu oran ön test sonunda %76.87
iken son testte %85.03’ e çıkmıştır. Bilimsel olarak kabul edilebilir yanıtlara daha detaylı
bakıldığında ise büyük bir oranının (ön testte %64.63, son testte %70.06) tam doğru yanıt
kategorisinde yer aldığı görülmektedir. Ön test ve son test yüzdeleri arasındaki fark çok
büyük olmasa da son test sonuçlarının lehinedir. Dolayısıyla geleneksel öğretimin
öğrencilerin anlamalarına olumlu bir etki yaptığı söylenebilir.
Bilimsel olarak kabul edilemez yanıtlara göre öğrencilerin %17.01’ i ön testte, %13.61’
i ise son testte bu türden yanıtlar vermişlerdir. Öğrencilerin %14.29’ u küresel aynalarla
düzlem aynaları birbiri ile karıştırırken son testte bu oran %12.93’ tür. Sezgisel yanıtların
oranlarına bakıldığında ise öğretim sonrası bu türden yanıt veren öğrencilerin oranının
azaldığı görülmektedir (%0.68). Ayrıca kodlanamayan yanıtların oranı ön testte %1.36 iken
son testte %0.68’ e düşmüştür. Benzer biçimde yanıtsız öğrenciler ön testte %4.76 oranına
sahipken son testte %0.68’ dir.
Öğrencilerin geleneksel öğretim öncesi ve sonrası fikirleri incelendiğinde olumlu yönde
bir gelişim gösterdiği söylenebilir. Ancak yinede bilimsel olarak kabul edilemez yanıtlara
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
155
sahip öğrencilerin de olması kavramsal değişimin tam anlamıyla gerçekleşmediğini
göstermektedir. Görüşmelerden elde edilen veriler de bunu destekler niteliktedir. Şekil 3’ te
Öğrenci 13’ ün düzlem aynada görüntü oluşumuna ilişkin çizdiği diyagram ve hemen
ardından da görüntü çizimine ilişkin görüşme verileri görülmektedir.
Şekil 3 Öğrenci 13’ ün çizdiği düzlem aynada görüntü oluşumu şekli
Görüşmeci düzlem aynanın yaklaşık 10 cm kadar uzağına bir cisim yerleştirir ve oluşan
görüntünün özellikleri üzerine öğrenci ile görüşme yapar.
Görüşmeci: Düzlem aynada gördüğün bu görüntü nasıl oluşuyor ışın diyagramını
çizerek gösterir misin?
Öğrenci 13: (Çizer) Gelen ışın aynen geriye yansır.
Görüşmeci: Kendi üzerinden mi?
Öğrenci 13: Evet, çünkü düz ayna yansıtıcı bir aynadır.
Görüşmeci: Görüntünün yeri neresidir?
Öğrenci 13: Eşit uzaklıkta ve önünde oluşur.
Görüşmeci: Bunu şekil üzerinde gösterir misin?
Öğrenci 13: Yani aynanın üzerinde eşit uzaklıkta oluşur. Aynanın arkasında olma gibi
bir şansı yok.
Öğrenci 13, Şekil 3’ te de görüldüğü gibi, herhangi bir yansıma ile ilgili kurala
uymaksızın tamamen gördüğü biçimde olayı resmetmeye çalışmıştır. Öğrenci tarafından
çizilen iki ışın da, ki bunlardan birinin belli bir açıyla aynaya geliyor olmasına rağmen, kendi
üzerinden geriye yansımaktadır. Görüşme sırasında öğrenci bu durumu aynanın yansıtıcı bir
ayna olmasına bağlamaktadır. Ayrıca görüntünün aynanın üzerinde oluşacağını, arkasındaysa
kesinlikle oluşamayacağını vurgulayarak belirtmektedir. Yaptığı çizimde de bu durumu
açıkça göstermiştir. Şekil 4’ de görüşme yapılan bir diğer öğrencinin (Öğrenci 12) çizdiği
düzlem aynada görüntü oluşumunun şekli görülmekte ve devamında da kendisi ile yapınla
görüşmeye ilişkin alıntılar bulunmaktadır.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
156
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Şekil 4 Öğrenci 12’ nin çizdiği düzlem aynada görüntü oluşumu şekli
Görüşmeci: Düzlem aynada görüntü oluşumunu ışın diyagramını çizerek gösterir
misin?
Öğrenci 12: (Çizer) Bu ayna ve cisim aynanın arkasında eşit uzaklıkta görüntü oluşur.
arkasında eşit uzaklıkta görüntüsü oluşur.
Görüşmeci: Işınlar göndererek nasıl çizersin?
Öğrenci 12: Bu ışın şöyle gelip aynanın arkasına geçer.
Görüşmeci: Öyle mi?
Öğrenci 12: Evet. Bu da alttan gelir ve aynanın arkasına geçer.
Öğrenci 12 görüşme alıntısında ve şekilde de görüldüğü gibi öncelikle aynanın
arkasında aynaya eşit uzaklıkta bir noktaya cismi yerleştirerek görüntüyü çizmiştir. Ancak
daha sonra, görüşmeci tarafından ışınları kullanarak çizim yapması istenince cismin alt
ucundan ve üst ucundan aynaya iki ışın göndermiştir ve bu ışınların herhangi bir yansımaya
uğramaksızın aynanın arkasına geçeceğini belirtmiştir. Dolayısıyla bu durum Öğrenci 12’ nin
ezbere bir şekilde görüntüyü aynanın arkasına yerleştirdiğini göstermektedir. Çünkü
söylediklerini çizimle doğrulayamamıştır. Aşağıda görüşmenin devamında Öğrenci 12’ nin
sanal ve gerçek görüntü ile ilgili olarak söyledikleri yer almaktadır.
Görüşmeci: Görüntünün özellikleri nelerdir?
Öğrenci 12: Gerçek.
Görüşmeci: Neden gerçek?
Öğrenci 12: Çünkü aynaya baktığımızda kendimizi olduğumuz gibi görebiliyoruz.
Görüşmeci: Sanal olsaydı nasıl görecektik?
Öğrenci 12: Sanal olduğu zaman ışınların uzantıları, gerçek olduğunda kendileri
kesişiyor. Düz aynada da kendileri kesişir.
Görüşmeci: Senin çizdiğin şekilde de böyle mi?
Öğrenci 12: Evet.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
157
Görüşmenin bu kısmında öğrenci düzlem aynada oluşan görüntünün gerçek olduğunu
ifade etmiş ve buna sebep olarak da görüntünün cisimden bir farkı olmadığını söylemiştir.
Ayrıca öğrenci, sanal görüntünün oluşabilmesi için gelen ışınların uzantılarının kesişerek
görüntüyü oluşturması gerektiğini ve kendi çiziminde ise ışınların kendilerinin kesiştiğini bu
nedenle de görüntünün gerçek olduğunu belirtmiştir. Öğrenci 12 sanal ve gerçek görüntü ile
ilgili olarak yaptığı bu ayrımda yanılmamıştır. Fakat çizdiği şekil incelendiğinde aynadan
herhangi bir ışının yansımadan görüntüyü oluşturabileceğini düşünmesi önemli bir noktadır.
Bu nedenle söylediği doğru bile olsa çizdiği şekilden dolayı yanılgıya düşmüştür ki bu da
öğrencinin daha sonra çelişki yaşamasına neden olabilecek hatta doğru bildiği durumu terk
etmesine bile yok açabilecektir. Bu nedenle geometrik optikte ulaşılan bilimsel çözümlerin
çizimle doğrulanması aşaması gerçekten çok önemlidir. Benzer biçimde bir konuşma da
Öğrenci 11 ile görüşmeci arasında aşağıdaki haliyle geçmiştir.
Görüşmeci: Görüntünün özellikleri nelerdir?
Öğrenci 11: Aynı boyda, düz, simetrik ve gerçektir.
Görüşmeci: Neden görüntü gerçektir?
Öğrenci 11: Sonuçta cisim olduğu gibi aynada arka tarafa görüntüyü aktarıyor. Bir
değişiklik olmuyor.
Görüşmeci: Yani sanal olsaydı görüntü cisimden farklı mı görünecekti?
Öğrenci 11: Evet boyutlarında ve şeklinde farklılık olurdu. Cisimle aynı biçimde
göremezdik.
Alıntıda da görüldüğü gibi Öğrenci 11’ de aynı yanılgıya düşmüş ve oluşan görüntünün
cisimle aynı biçimde görünüyor olmasından dolayı gerçek olduğunu ifade etmiştir. Çünkü
sanal görüntünün cisimden farklı bir biçimde oluşacağını düşünmektedir. Bu yanılgının
birçok öğrenci tarafından benimsenmiş olması ve öğrencilerin ileri sürdüğü açıklamanın da
kendilerince akla yatkın olarak ifade edilmesi geleneksel öğretim metotları ile bu türden
yanılgıların düzeltilememesinin nedenini de gözler önüne sermektedir.
Sonuç ve Öneriler
Araştırmada elde edilen verilerden, ortaöğretim öğrencilerinin görüntü ve düzlem
aynada görüntü oluşumu ile ilgili gerek öğretim öncesinde önceki deneyimlerinden elde ettiği,
gerekse öğretimden sonra ortaya çıkan birçok kavram yanılgısının olduğu görülmüştür. Her
ne kadar bazı kavram yanılgılarının öğretim sonrasında bir miktar azaldığı görülse de,
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
158
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
öğrencilerle yapılan detaylı görüşmeler bu yanılgıların aslında oldukça kökleşmiş ve ortadan
kaldırılmasının ne kadar zor olduğunu göstermiştir.
Öğrenciler görüntü kavramını daha çok düzlem aynada görüntü oluşumu ile açıklarken,
görüntüyü “bir cismin düzlem aynadaki yansıması” olarak tanımlamışlardır. Ayrıca
öğrencilerin görüntü oluşumunu aydınlanma ve gölge olayı ile karıştırdıkları ortaya çıkmıştır.
Bununla birlikte görüntü oluşumunu gölge olayı ile karıştıran öğrencilerin oranı öğretim
sonrasında artış göstermiştir. Düzlem aynada görüntü ile ilgili sorudan elde edilen yanıtlara
göre öğrencilerin küresel aynalarla düzlem aynaları birbirleri ile karıştırdıkları ortaya
çıkmıştır. Kavramların birbiri ile karıştırılması durumu çeşitli fizik konularında da sıkça
görülen yanılgılardandır (Clement, 1982; Trumper, 1996; Osborne, 1983). Palacios ve diğer.
(1989) yaptıkları çalışmada, bu sonuca benzer bir biçimde geometrik optik ile ilgili pek çok
kavramın birbiri ile karıştırıldığını ortaya koymuşlardır. Bunların içinde aynalar ile
merceklerin özellikleri, yansıma ile kırılma olayları yer almaktadır. Gerek özel terimlerin
anlaşılamamasından, gerek bir takım özel araç ve gereçlerin nasıl ve hangi amaçla
kullanıldığının bilinmemesinden, gerekse kullanılan dil ile bilimsel dilin çelişmesi gibi
nedenlerle bu tür yanılgılara sıkça rastlanılmaktadır. Ancak bu kategoride yer alan gölge ve
aydınlanma olayları ile görüntü oluşumunun karıştırılması sadece terimlerin ya da
kavramların birbirleri ile karıştırılması biçiminde değildir. Burada öğrencilerin bu olayların
oluşumu sırasında ışığın nasıl farklı bir rol oynadığının ayrımını yapamadıkları ve bu nedenle
bu üç ışık olayını karıştırdıkları sonucu ortaya çıkmaktadır.
Öğrencilerle düzlem aynada görüntü oluşumuna ilişkin yapılan görüşmelerde görüntü
çizimlerini yaparken oldukça zorlandıkları ve doğru bir çizim yapamadıkları görülmüştür. Işık
ışını kavramının öğrencilerde gelişmediği, tamamen olayları gözlemledikleri gibi resmettikleri
ortaya çıkmıştır. Ayrıca öğrenciler yansıyan ışınları kullanmak yerine, cisim ve görüntünün
aynaya olan uzaklıklarının eşit olmasından faydalanarak ezbere bir şekilde görüntü çizimi
yapma yoluna gitmişlerdir. Öğrencilerin çok basit gibi görünen düzlem aynaya ilişkin bir
çizim sırasında karşılaştıkları bu güçlükler henüz “ışın diyagramı” oluşturmak için gerekli
bilgilerden yoksun olduklarını göstermektedir. Bu nedenle öğretmenler, yaş grubu
özelliklerini de dikkate alarak hem görüntü çizimlerine ilişkin bolca uygulama yapmalı hem
de deneysel olarak elde ettikleri durumları öğrencilerin çizerek doğrulamalarına olanak
sağlamalıdırlar. Böylelikle gerçekte ışık ışınlarının görüntüyü oluştururken izledikleri yolu
belirlenen kurallar doğrultusunda kağıt üzerinde de görecekler ve ışığın yarattığı etkinin
sonuçlarını daha kolay algılayabileceklerdir.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
159
Düzlem aynada görüntünün özellikleri üzerine yapılan tartışmalarda öğrencilerin
düzlem aynada oluşan görüntünün yerini aynanın üzerinde veya içinde belirttikleri
görülmüştür. Ayrıca öğrencilerin sanal ve gerçek görüntüyü ayırt etmede çeşitli fikirler öne
sürdükleri ortaya çıkmıştır. Öğrenciler düzlem aynadaki görüntünün gerçek olduğunu
belirtmişler ve bunu da gördükleri görüntünün gerçeğinden farklı olmamasına bağlamışlardır.
Dolayısıyla öğrenciler sanal görüntü kavramını “olduğundan farklı görünecek durumlar”
anlamında kullandıkları ortaya çıkmaktadır. Sanal ve gerçek görüntünün öğrenciler tarafından
ayırt edilememesi Palacios ve diğer. (1989)’ nin yaptıkları çalışmada da ortaya konmuştur.
Araştırmaya katılan öğrencilerin bir çoğunun düzlem aynada oluşan görüntüyü gerçek
görüntü olarak tanımladıkları belirtilmiş, ancak araştırmada çoktan seçmeli sorular
kullanılması nedeniyle bu yanıtın neden verildiğine ilişkin bir açıklama yapılamamıştır. Bu
çalışmada ise öğrenciler, oluşan görüntüyü “gerçek” olarak ifade etmelerinin nedenini açıkça
ortaya koyarak var olan yanılgılarının ardında yatan nedeni de gözler önüne sermiştir. Sanal
kelimesi günlük hayatta da gerçekte var olmayan ya da gerçeği gibi olmayan manasında sıkça
kullanılmaktadır.
Dolayısıyla
öğrenciler
sanal
görüntünün
de
görünmeyeceğini
düşünmektedirler. Bu nedenle öğretim sırasında sanal kelimesi yerine “görünen” kelimesinin
kullanılmasının bu türden kavramsal karmaşaları ortadan kaldırabileceği düşünülmektedir.
Ayrıca, gerçek ve sanal görüntünün bulunmasına ilişkin basit deney düzenekleri hazırlanarak
sonuçlar sınıf ortamında tartışılırsa olumlu sonuçlar elde edilebileceği düşünülmektedir.
Öğrenciler, görüşmelerde düzlem aynada görüntü çizimi yaparken aynaya gelen ışının
uzantılarını birleştirerek görüntüyü çizmişlerdir ve düzlem aynada görüntü çizimini yakınsak
mercekle karıştırmışlardır. Öğrencilerin görüntü çiziminde yansıyan ışınları değil de,
gönderilen ışınları birleştirmeleri ve düzlem aynada görüntüyü tıpkı yakınsak mercekteki gibi
düşünerek çizmeleri aynalarda yansıma olayının, merceklerde ise kırılma olayının olduğunu
her ne kadar biliyor olsalar bile başka durumlara uygulayamadıklarını ortaya koymaktadır.
Işın diyagramlarının çizimine ilişkin karşılaşılan zorluklar geometrik optik ile ilgili alan
yazında da sıklıkla görülmüştür. Kara ve diğer. (2003) ile Colin ve Viennot (2001),
öğrencilerin düzlem ayna ve merceklerle ilgili çizimleri doğru yapamadıklarını; Goldberg ve
McDermott (1987), ışık ışını kavramının öğrencilerde gelişmediğini ve bu nedenle de görüntü
çizimlerinde özel ışınların önemini kavrayamadıklarını, Galili ve diğer. (1993), öğrencilerin
tek bir ışınla görüntü çizimi yapmaya çalıştıklarını bu araştırma sonuçlarına paralel olarak
ortaya koymaktadırlar.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
160
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Bu sonuçlardan yola çıkarak görüntü oluşumu ve düzlem aynada görüntü konularının
öğretimine ilişkin olarak aşağıdaki öneriler sıralanabilir:
• Görüntü oluşumu; yansıma ve kırılma gibi ışık olaylarının sonucunda ortaya çıkan
bir durum olduğundan öğretim sırasında bu olayların hangi koşullarda oluştuğu çok iyi
tartışılmalıdır. Bunun için öğrencilerin ayna ve merceklerde ışığın nasıl davrandığı konusunu
bol miktarda deney yaparak ya da çeşitli bilgisayar simülasyonları v.b. kullanarak
öğrenebilmeleri için fırsatlar yaratılmalıdır.
• Görüntü oluşumu konusu günlük hayatla iç içe olduğundan her an ulaşılabilecek
malzemelerle çok çeşitli deneylerin yapılabileceği bir konudur. Ancak yine de öğretmenlere
zaman kazandırmak amacıyla okullarda laboratuvar yardımcıları görevlendirilmeli ve ders
saati arttırılarak daha çok uygulama yapmaya fırsat yaratılmalıdır.
• Görüntü çizimlerine ilişkin uygulamalarda öğrencilerin pergel, açı ölçer gibi araçları
doğru bir şekilde kullanıp kullanamamaları da oldukça önemli olduğundan, öncelikle
öğretmen bu araçların nasıl kullanılması gerektiğini kısaca anlatmalıdır. Öğretmen yapılan
çizimlerin deneysel olarak kurulan düzeneğin resmini kağıda geçirmek olmadığı konusunda
öğrencilerini uyarmalıdır. Ayrıca görüntü çiziminde öğrencilerin ışık ışını kavramını anlamış
olmaları oldukça önemlidir.
• Araştırma sonuçlarına bakıldığında en çok rastlanan yanılgılardan birinin, sanal ve
gerçek görüntüyü ayıt etme ile ilgili olduğu görülmektedir. Öğrenciler sanal görüntünün
gerçekte göründüğünden farklı olacağını düşünürken, gerçek görüntüyü de cismi olduğu gibi
gösteren görüntü olarak ifade etmektedirler. Buradaki karmaşanın kullanılan günlük dilden
kaynaklandığı daha önce tartışılmıştı. Öğretmenler ders sırasında bu türden yanılgılara fırsat
vermemek için seçtikleri kelimeleri özenle kullanmalıdırlar. Eğer günlük dildeki bir
kullanımla çelişen bir durum varsa da bunu öğrencilere açıklamalıdırlar.
• Eğer öğretim sonunda öğrenme çıktısı anlamında iyi bir ürün elde edilmek
isteniyorsa yapılandırmacı öğrenme anlayışı gereği, öğretim öncesinde öğrencilerin sahip
oldukları ön bilgiler ortaya çıkartılmalı ve öğretim yöntem ve stratejileri bu doğrultuda
planlanmalıdır. Dolayısıyla öğretmenlerin öğrencilerinde var olan kavram yanılgılarının
farkında olarak derse başlamaları ve bu yanılgıları düzeltecek etkinlikler geliştirebilecek
seviyede olmaları daha da önem kazanmaktadır.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
KOCAKÜLAH, A. & DEMİRCİ, N.
161
Kaynakça
Clement, J. (1982). Students’ preconceptions in introductory mechanics. American Journal of
Physics, 50 (1), 66-71.
Cohen, L. & Manion, L. (1994). Research methods in education (Fourth ed.). London:
Routledge.
Colin, P. & Viennot, L. (2001). Using two models in optics: Students’ difficulties and
suggestions for teaching. American Journal of Physics, 69 (7), 36-44.
Demirci, N., & Efe, S. (2007). İlköğretim Öğrencilerinin Ses Konusundaki Kavram
Yanılgılarının Belirlenmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik
Eğitimi Dergisi (EFMED), 1(1), 23-56.
Dyer, C. (1995). Beginning research in psychology: A practical guide to research methods
and statistics. Oxford: Blackwell Publishers.
Galili, I., Goldberg, F. & Bendall, S. (1993). The effects of prior knowledge and instruction
on understanding image formation. Journal of Research in Science Teaching. 30 (3),
271-301.
Goldberg, F. M. & McDermott, L. C. (1987). An investigation of student understanding of the
real image formed by a converging lens or concave mirror. American Journal of
Physics, 55 (2), 108-119.
Hubber, P. (2005). Explorations of year 10 students’ conceptual change during instruction.
Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 6 (1). Retrieved from
http://www.ied.edu.hk/apfslt/
Kabapınar, F. (2003). Kavram yanılgılarının ölçülmesinde kullanılabilecek bir ölçeğin bilgikavrama düzeyini ölçmeyi amaçlayan ölçekten farklılıkları. Kuram ve Uygulamada
Eğitim Yönetimi, 35, 398-417.
Kara, M., Kanlı, U., & Yağbasan, R. (2003). Lise 3. sınıf öğrencilerinin ışık ve optikle ilgili
anlamakta güçlük çektikleri kavramların tespiti ve sebepleri. Milli Eğitim Dergisi, 158,
221-232.
Kocakülah, M. S. (1999). A study of the development of Turkish first year university students’
understanding of electromagnetism and the implications for instruction. Ed.D. thesis,
University of Leeds, School of Education, Leeds, United Kingdom.
Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi
Necatibey Faculty of Education, Electronic Journal of Science and Mathematics Education
162
ORTAÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN GÖRÜNTÜ VE DÜZLEM AYNADA…
SECONDARY SCHOOL STUDENTS’ CONCEPTUAL UNDERSTANDING…
Lawrance, M., & Pallrand, G. (2000). A case study of the effectiveness of teacher experience
in the use of explanation-based assessment in high school physics. School Science and
Mathematics, 100 (1), 36-47.
Novak, J. D. (1977). A theory of education. Ithaca: N. Y. Cornell University Press
Osborne, R. (1983). Towards modifying children’s ideas about electric current. Research in
Science and Technological Education, 1 (1), 73-83.
Palacios, F. J. P., Cazorla, F. N. & Cervantes, A. (1989). Misconceptions on geometric optics
and their association with relevant educational variables. International Journal of
Science Education, 11 (3), 273-286.
Pfundt, H. & Duit, R. (2005). Bibliography: Students' alternative frameworks and science
education. Kiel, Germany: Institute for Science Education at the University of Kiel.
Robson, C. (1993). Real word research: A resource for social scientists and practitionerresearchers. Oxford: Blackwell Publishers.
Selley, N. J. (1996). Children’s ideas on light and vision. International Journal of Science
Education, 18 (6), 713-723.
Tao, P. K. (2004). Developing understanding of image formation by lenses through
collaborative learning mediated by multimedia computer-assisted learning programs.
International Journal of Science Education, 26 (10), 1171-1197.
Topdemir, H. G. (2007). Işığın Öyküsü Mitolojiden Matematiğe Işık Kuramlarının Tarihsel
Gelişimi. Ankara: TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları.
Trumper, R. (1996). A survey of Israel physics students’ conceptions of energy in pre-service
training for high school teachers. Research in Science and Technology Education, 14
(2), 179-192.
NEF-EFMED Cilt 4, Sayı 1, Haziran 2010 / NFE-EJMSE Vol. 4, No. 1, June 2010
Download